BRPI0611957A2

BRPI0611957A2 - porta-ferramentas de troca rápida para ferramenta de corte

Info

Publication number: BRPI0611957A2
Application number: BRPI0611957-3A
Authority: BR
Inventors: Horssen Charles A Van
Original assignee: Horssen Charles A Van
Priority date: 2005-06-08
Filing date: 2006-06-06
Publication date: 2010-10-13
Also published as: EP1802414A4; IL187785A0; EP1802414A2; CA2609422A1; EP1802414B1; US7322775B2; US20060280566A1; WO2006133378A3; JP5117380B2; WO2006133378B1; JP2008543580A; KR20080024120A; AU2006254884A1; WO2006133378A2

Abstract

PORTA-FERRAMENTAS DE TROCA RáPIDA PARA FERRAMENTA DE CORTE. é provido um porta-ferramentas de troca rápida (10) para insertos de corte (16) em ferramentas de máquina que compreendem um alojamento (13) que é adaptado para receber e se ajustar ao formato de um inserto de corte (16) . O braço pivotante (12) é montado no alojamento de inserto (13) e gira em torno de um pivó (30) nesse lugar. O braço pivotante (12) tem uma porção de fixação (22) se estendendo a partir do pivó (30) até uma posição sobre uma porção de sede (18) que é adaptada para engatar o inserto de corte (16). Além disso, o braço pivotante (12) tem um braço (32) que se estende a partir do pivó (30) oposto à porção de fixação (22). Por fim, um came (14) é engatado por uma extremidade distal (34) do braço (32). O came (14) tem uma posição de fixação que força a porção de fixação (22) a engatar um inserto de corte (16) e uma posição de liberação que força a porção de fixação (22) a se desengatar de um inserto de corte (16) para permitir a sua remoção. O came (14) se desloca entre a posição de liberação e a posição de fixação.

Description

PORTA-FERRAMENTAS DE TROCA RÁPIDA PARA FERRAMENTA DE CORTE

Campo Técnico

Esta invenção se refere geralmente ao campo deporta-ferramentas de corte e, mais especificamente, a umporta-ferramenta de corte aperfeiçoado que evita anecessidade de ferramentas para trocar as ferramentas decorte desse modo proporcionando a capacidade de rapidamentetrocar as ferramentas de corte conforme necessário emoficinas de máquinas.

Antecedentes da Invenção

Na indústria de usinagem ou corte de metal, metais eoutros materiais duros são feitos em um formato acabado,desejado, por intermédio de diversas operações de corte. Asferramentas de corte usadas na indústria têm bordas afiadase são fabricadas de materiais que são muito mais duros doque aqueles sendo cortados. Contudo, as forças envolvidasno corte de metais e outros materiais duros sãosubstanciais e desse modo as ferramentas de corte e osmateriais sendo cortados devem ser seguros de formaextremamente firme com um grau de rigidez muito elevado.

Além disso, a geometria das bordas de corte das ferramentasé muito ampla e forte em comparação, por exemplo, com aborda de uma lâmina de faca. Essa borda muito ampla tambémaumenta ainda mais as forças de corte exigidas.

Existem dois modos gerais de corte que sãorealizados na indústria. O primeiro é o corte externo ondematerial é removido das superfícies exteriores damatéria-prima ou parte a ser usinada. Uma técnica de corteanáloga seria aquela de descascar uma maçã.

O segundo modo de corte é o corte interno onde omaterial é removido das superfícies que são circundadaspelo próprio material tal como a perfuração de um furo.Aprofundando a analogia, um exemplo de corte interno éaquele de descaroçar a maçã.

Existem também dois tipos gerais de técnicas deusinagem empregadas na indústria que podem ser usadas paraqualquer um dos modos de corte. Na primeira técnica, omaterial a ser usinado (em seguida a "peça a trabalhar"), égirado rapidamente e continuamente em um eixo de torno. Aferramenta de corte é colocada em contato com a peça atrabalhar giratória causando remoção do material. Essatécnica é conhecida na indústria como torneamento, e otorno moderno é chamado de centro de torneamento.

Na segunda técnica, a peça a trabalhar é segurarigidamente em uma posição fixa e ferramentas de cortegirando rapidamente são colocadas em contato com ela dessemodo fazendo com que o material seja removido. Essa técnicaé conhecida como usinagem e a máquina é uma máquina deusinagem. Contudo, ferramentas de máquinas modernasfreqüentemente têm ambas as capacidades, de usinagem e detorneamento, na mesma máquina. Tais máquinas de capacidadedual são chamadas de centro de usinagem.

Existem três formatos gerais de ferramentasatualmente utilizados. O primeiro formato é a broca eferramentas de fazer furo relacionadas tais comoescariadores e barras de furar. Algumas das ferramentasmaiores nessa categoria utilizam os insertos descritosabaixo, mas a maior parte das ferramentas de fazer furos éfeita de materiais sólidos. Ferramentas de fazer furos sãousadas unicamente no modo de corte interno.O segundo formato é uma fresa frontal que éessencialmente uma broca resistente curta que corta comseus lados. As ferramentas de fresa frontal são usadas emcentros de usinagem ou usinas e podem cortar em qualquer umdos modos de corte interno ou de corte externo. Fresasfrontais de diâmetro maior podem utilizar insertos comodescrito abaixo.

O último e mais comum formato é a ferramenta deinserto. Os insertos são feitos comumente de materiaismuito duros ou revestidos com materiais muito duros taiscomo carboneto de silício, cerâmica ou até mesmo diamante.Os insertos são feitos em pequenas peças planas no formatode rombóides, círculos, triângulos ou outros polígonos. Osinsertos são normalmente providos com um furo no seu centroque permite que eles sejam montados em porta-ferramentas epresos nas mesmas com prendedores e parafusos.

À medida que prossegue o corte de metal, o insertose desgastará e periodicamente deverá ser substituído poroutro inserto idêntico. Freqüentemente, os insertos terãomais do que uma borda ou ponta de corte que pode ser usada.Desse modo, o inserto pode ser rebatido, ou girado, ouambos, para colocar outra ponta em uso. Um inserto quadradoou rombóide pode ter até oito pontas que podem ser usadasaté que o inserto seja descartado. Embora os insertos quasenunca sejam afiados para reutilização, os insertos sãoreciclados para recuperação do teor de cobalto. Aocontrário, o suporte de inserto é geralmente reutilizávelindefinidamente.

No presente, todas as mudanças de inserto devem serrealizadas manualmente utilizando ferramentas. Como amaioria dos insertos é presa no lugar com dois parafusosAllen de tamanhos diferentes, demora um tempo relativamentelongo para se trocar um inserto. Não existe técnicaautomatizada para substituir ou realinhar tais insertos. 0operador deve ser altamente especializado para mudar ourealinhar adequadamente o inserto e, inversamente, aausência desse nível de especialização freqüentemente levaa instalações incorretas. Tais instalações incorretas podemlevar a perdas por quebra, significativas. Além disso,ambos os parafusos segurando os insertos e os furosroscados recebendo os parafusos se desgastam ou espanam.

Como conseqüência, os operadores de maquinaria equipada cominsertos simplesmente não gostam de trocar os insertos.

Foram feitas algumas tentativas para resolver essesproblemas. A Patente US 5.683.212 intitulada "ClampingAssembly for Tapered Hollow Shank of Tooling System"expedida em 4 de novembro de 1999 para Cirino et al. revelaum conjunto de fixação para uma ferramenta de porta-ferramentas de corte que inclui um botão 4 0 que prendecontra uma haste afilada de tal modo que a ferramenta éimpelida no sentido para dentro por uma mola (não mostrada)assentada na face de diâmetro reduzido 60.

A Patente US 4.420.280 intitulada "Tool Block"expedida em 13 de dezembro de 1983 para Gustafson mostra umbloco de ferramenta para um mecanismo de rápida liberaçãoacionado por alavanca que é provido com um suporte deinserto de corte 12 e um dispositivo de fixaçãocompreendido de uma alavanca disposta de modo pivotante 20,uma extremidade da qual atua sobre o suporte de inserto decorte 12 enquanto que a outra extremidade coopera com umdispositivo acionado por mola 21.

A Patente US 3.981.607 intitulada "Boring Bar withRemovable and Indexable Cutting Insert" expedida em 21 desetembro de 1976, para Jorgensen, tem um mecanismo deliberação de botão manual 100 para um inserto de corte 12que pode ser removido mediante liberação da pressãoaplicada ao dedo 2 8 através do inserto de fixação 14 porintermédio de um botão manual 100 o qual, quando calcado,contatará a extremidade avançada 83 do eixo de cunha 74desse modo formando o eixo de cunha 74 para a direitafazendo com que a esfera 84 e o pino de liberação deprendedor 60 sejam arriados.

A Patente US 4.210.038 intitulada "Lathe Having aGuided Movable Cutter" expedida em 1 de julho de 198 0 paraHill prove um porta-ferramentas de corte que inclui botãode posicionamento vertical 17 e um cabo seletor de grossura17 para ajustar o posicionamento do porta-ferramentas decorte.

Nenhuma técnica anterior conhecida revela acombinação aqui apresentada.

Sumário da Invenção

Um objetivo dessa invenção é o de prover um porta-ferramentas aperfeiçoado para trocas rápidas de insertos decorte.

Um objetivo adicional dessa invenção é o de proverum porta-ferramentas aperfeiçoado que não requerferramentas ou parafusos para prender ou remover um insertode corte.

É ainda outro objetivo dessa invenção prover umporta-ferramentas aperfeiçoado que é projetado paraoperação manual, mas é capaz de ser automatizado.

Um objetivo dessa invenção é o de prover um porta-ferramentas aperfeiçoado para insertos de corte que reduzquebra pelo fato de não fechar se ocorrer instalaçãoincorreta.

É ainda outro objetivo prover um porta-ferramentasaperfeiçoado para insertos de corte que podem ser trocadosem segundos.

Objetivos e vantagens adicionais da invenção setornarão evidentes à medida que a descrição seguinteprossegue e as características de inovação que caracterizamessa invenção serão assinaladas com particularidade nasreivindicações anexas e formando parte desse relatóriodescritivo.

Descrição Resiomida dos Desenhos

A presente invenção pode ser descrita maisfacilmente mediante referência aos desenhos anexos nosquais:

A Figura 1 é uma vista em perspectiva da presenteinvenção com um inserto de corte instalado;

A Figura 2 é uma vista em perspectiva da presenteinvenção com o inserto de corte removido;

A Figura 3 é uma vista lateral em seção transversalparcial da presente invenção mostrando um carne;

A Figura 4 é uma vista em seção transversal de umbraço de sujeição engatando o inserto de corte;

A Figura 5 é uma vista lateral do braço de sujeição;

A Figura 6 é uma vista posterior do braço desuj eição;

A Figura 7 é uma vista inferior do braço desujeição;

A Figura 8 é uma vista superior do carne;

A Figura 9 é uma vista posterior do carne;

A Figura 10 é uma vista lateral do carne;

A Figura 11 é uma vista frontal do carne;

A Figura 12 é uma vista lateral de um assento vazadousado na presente invenção;

A Figura 13 é uma vista superior e lateral emperspectiva de uma modalidade alternativa da presenteinvenção;

A Figura 14 é uma vista em perspectiva lateral esuperior, diagramática, parcial da modalidade da Figura 13;

A Figura 15 é uma vista em perspectiva lateral esuperior, diagramática, parcial de ainda outra modalidadeda presente invenção;

A Figura 16 é uma vista em perspectiva lateral esuperior, diagramática, parcial de ainda outra modalidadeda presente invenção;

A Figura 17 é uma vista em perspectiva lateral esuperior, diagramática, parcial de ainda outra modalidadeda presente invenção;

A Figura 18 é uma vista em perspectiva lateral esuperior, diagramática, parcial de ainda outra modalidadeda presente invenção;

A Figura 19 é uma vista em perspectiva lateral esuperior, diagramática, parcial de ainda outra modalidadeda presente invenção engatando um inserto de corte; e

A Figura 2 0 é uma vista em perspectiva lateral esuperior, diagramática, parcial da modalidade da Figura 19desengatada de um inserto de corte.Descrição da Modalidade Preferida

Com referência mais especificamente aos desenhos porintermédio de caracteres de referência, as Figuras 1-3revelam combinações de características que constituem oscomponentes de um porta-ferramentas de troca rápidaautônomo, do tipo "toolless" 10 para conter insertos decorte 16 nas ferramentas de máquina. Porta-ferramentas detroca rápida autônomo, do tipo "toolless" 10 compreende umalojamento 13 tendo pelo menos uma parte de sede 18 que éadaptada para receber e se ajustar ao formato do inserto decorte 16. O braço de sujeição 12 é montado de forma móvelno alojamento 13. O braço de sujeição 12 tem uma parte defixação 22 se estendendo sobre a parte de sede 18, parte defixação 22 adaptada para engatar o inserto de corte 16. Ummecanismo de travamento 15 é completamente contido dentrodo alojamento 13 pelo que nenhuma ferramenta externa énecessária para acionar o mecanismo de travamento. 0mecanismo de travamento 15 tem uma posição de fixação queforça a parte de fixação 22 do braço de sujeição 12 aengatar o inserto de corte 16 e uma posição de liberaçãoque força a parte de fixação 22 a se desengatar do insertode corte 16 para permitir a remoção e substituição doinserto de corte, mecanismo de travamento 15 sendo móvelentre a posição de liberação e a posição de fixação sem ouso de ferramentas externas tais como chaves Allen esemelhantes.

Como visto melhor nas Figuras 1-12, uma modalidadedo porta-ferramentas de troca rápida, autônomo, do tipo"toolless" 10 que compreende o alojamento de inserto decorte 13 com braço de sujeição 12 para o mesmo. Nessamodalidade, o mecanismo de travamento 15 compreende umbraço de sujeição 12 e carne 14 para acelerar o processo detrocar o inserto de corte 16.

Nesse exemplo, o inserto de corte 16 tem uma seçãotransversal rombóide. Para acomodar o inserto de corte 16,o alojamento de inserto de corte 13 posiciona a parte desede 18 em um assento vazado 2 0 que recebe e se adapta aoformato do inserto de corte 16. A parte de sede 18 émostrada como uma peça separada, mas, na realidade, podeser formada integralmente com o alojamento de inserto 13.Alternativamente, a parte de sede 18 também pode ser umapeça substituível. Como discutido anteriormente, o insertode corte 16 pode ter uma multiplicidade de formatos.Aqueles versados na técnica reconhecerão que a presenteinvenção não é limitada aos formatos e tamanhos ilustrados,mas, são de natureza apenas exemplar. Além disso, comovisto melhor na Figura 12, o assento recortado 2 0 incluiparedes laterais 21 que se inclinam no sentido para dentroem direção ao topo do inserto 16.

O braço de sujeição 12 é montado em ma fenda debraço de sujeição 27 no alojamento de inserto 13. O braçode sujeição 12 inclui um furo alongado 28 através do qualse estende um eixo pivotante 3 0 para permitir a rotação dobraço de sujeição 12 em torno do mesmo a partir de umaposição de fixação mostrada nas Figuras 1 e 4 para umaposição de liberação mostrada na Figura 2. O braçopivotante 12 tem uma parte de fixação 22 se estendendo apartir do furo alongado fora da fenda de braço de sujeição27 até uma posição sobre a parte de sede 18 e inserto decorte 16. Um elemento de pino 24, na modalidade ilustradatendo um perfil semicircular, se estende a partir da partede fixação 22 em direção ao inserto de corte 16 e casa comum furo correspondente 26 no inserto de corte 16. 0 uso doelemento de pino 24 também é preferido uma vez quefreqüentemente os insertos de corte 16 são montados em umaposição invertida e simplesmente caem para o chão quandoliberados. Utilizando a presente invenção, os insertos decorte invertidos 16 são seguros no lugar pelo elemento depino 24 para permitir que o operador facilmente os agarrepara remoção. Adicionalmente, as paredes lateraisinclinadas no sentido para dentro 21 proporcionam uma forçalevemente no sentido para baixo sobre o inserto 16 quando oinserto 16 é puxado em direção ao assento 20 pelo elementode pino 24. Alternativamente, o elemento de pino 24 e ofuro correspondente 26 podem ter lados inclinados que atuampara puxar o inserto 16 mais firmemente para a sede 18.

Aqueles versados na técnica reconhecerão que operfil e formato exatos do elemento de pino 24 não sãolimitados ao perfil semicircular ilustrado nos desenhos,porém, outros formatos tal como circular, estão certamentedentro do escopo da presente invenção.

Quando o elemento de pino 24 é engatado com oinserto de corte 16, o furo alongado 28 é inclinado em umângulo pelo que o braço de sujeição 12 é puxado no sentidopara dentro por uma parte da força de fixação desse modoassentando o inserto de corte 16 firmemente em uma posiçãofixada. Estendendo-se em um ângulo a partir do furoalongado 2 8 para dentro da fenda de braço de sujeição 2 7oposta à parte de fixação 22, existe m braço 32 cujaextremidade distai 34 do braço de sujeição 12 se apóia nocarne 14.

O braço de sujeição 12 é propendido para a posiçãode liberação por intermédio de uma mola de compressão debraço de sujeição 3 6 que é montada dentro de um canal 3 8formado no alojamento de inserto 13 e alinhada com um canalcorrespondente 40 no braço 32. A mola de compressão 36 dobraço de sujeição é posicionada para engatar o braço 32entre o furo alongado 28 e a extremidade distai 34.

O carne 14 é geralmente um perfil cilíndrico linearque é montado no alojamento de inserto 13 em uma cavidadede came 42. Um botão 44 é posicionado fora da cavidade decarne 4 2 em uma extremidade do came 14. A outra extremidadedo came 14 engata uma mola de came 4 6 que é uma mola decompressão posicionada na cavidade de came 4 2 oposta aobotão 44. A cavidade de came 42 e a fenda de braço desujeição 27 são conectadas dentro do alojamento de inserto13 pelo que a extremidade distai 34 do braço de sujeição 12se apoiam no came 14.

Como visto melhor nas Figuras 3 e 10, intermediárioao botão 44 e à mola de came 46, o came 14 inclui uma parteinclinada 50 que se inclina no sentido para dentro a partirde um corte de pouca profundidade 52 próximo à mola de came46 até um corte mais profundo 54 na direção do botão 44.Uma calha 56 se estende ainda mais para dentro do came 14 apartir do corte mais profundo 54 próximo ao botão 44 e nadireção dele.

A mola de came 4 6 empurra o came 14 em direção aobotão 44 pelo que a extremidade distai 34 se apóia na parteinclinada 50. A parte inclinada 50 gira o braço de sujeição12 para a posição de fixação e segura naquela posição. Essaação de empurrar metal com metal resulta em uma posição defixação firme mediante eliminação de qualquer elasticidadeou mola na sua concepção.

Para mudar da posição de fixação para a posição deliberação, o botão 44 é empurrado firmemente em direção aoalojamento de inserto 13 que empurra o carne 14 no sentidopara dentro contra a mola de came 46. A extremidade distai34 do braço de sujeição 12 se desloca da parte inclinada 50para cair dentro da calha 56 por intermédio de uma quedaacentuada 55. Quando a extremidade distai 34 atinge a calha56, o came 14 está em uma posição completamente desengatadaque permite que o braço de sujeição 12 caia para a posiçãode liberação, a rotação sendo auxiliada pela mola decompressão de braço de sujeição 36. Como assinaladopreviamente, a mola de compressão de braço de sujeição 36segura o braço de sujeição 12 na posição de liberação dessemodo permitindo que o usuário simplesmente remova o insertode corte antigo 16 e substitua por um novo inserto de corte16 (ou simplesmente gire o inserto antigo para trazer paraapoio uma nova superfície de corte).

Deve ser observado que tal uso de desprendimento dacalha 56 mantém a parte de fixação distante o suficientepara permitir fácil remoção da mesma e agora também empurrao dispositivo para a posição de remoção para operação com"mãos livres" . Além disso, se o elemento de pino 24 nãoengatar completamente o furo 26, seja a partir deposicionamento insuficiente ou sujeira ou resíduos no furo26, a extremidade distai 34 não pode ser levantada paradeixar livre a calha 56 pelo que o porta-ferramentas detroca rápida 10 permanece na posição de liberação dessemodo avisando o operador sobre uma condição insegura ouinadequada. Além disso, a inclinação do declive acentuado55 controla a força necessária para retorno à posição defixação.

Para retornar à posição de fixação, o usuáriosimplesmente aperta para baixo a parte de fixação 22. Aresistência da mola de compressão de braço de sujeição 3 6 ésuperada e a extremidade distai 34 do braço de sujeição 12engata outra vez a parte inclinada 50 do carne 14 paraempurrar, com o auxílio da mola de carne 46. 0 carne 14 estáentão de volta a uma posição completamente fixada para usodo inserto de corte 16. A força necessária para retornar àposição de fixação é controlada pelo ângulo do decliveacentuado 55. Em algumas utilizações, por exemplo, potênciamuito elevada, ângulos pequenos são desejados pelo que ooperador pode operar o botão 44 antes e enquanto pressionapara baixo a parte de fixação 22 para re-engate, parareduzir o emperramento causado pelos pequenos ângulos.

De acordo agora com as Figuras 13-20, algumasmodalidades alternativas do mecanismo de travamento 15 sãoapresentadas. A presente invenção não pretende ser limitadaàs modalidades ilustradas. Essas modalidades alternativassão providas para fins de exemplo e aqueles versados natécnica reconhecerão que outros mecanismos de travamento 15são adequados para uso em um porta-ferramentas de trocarápida autônomo do tipo "toolless" 10.

Como mostrado nas Figuras 13 e 14, um braço desujeição 130 é montado giratoriamente próximo ao seu pontomédio a uma extremidade de um eixo 132. O braço pivotante130 tem uma parte de fixação 138 se estendendo a partir doponto médio até uma posição sobre a parte de sede 18 einserto de corte 16. 0 elemento de pino 131 se estende apartir da parte de fixação 138 em direção ao inserto decorte 16 e casa com um furo correspondente 26 no inserto decorte 16. 0 uso do elemento de pino 131 também é preferidouma vez que freqüentemente os insertos de corte 16 sãomontados em uma posição invertida e simplesmente caem parao chão quando liberados. Utilizando a presente invenção,insertos de corte invertidos 16 são seguros no lugar peloelemento de pino 131 para permitir que o operadorfacilmente os agarre para remoção.

0 braço de sujeição 13 0 inclui uma parte debraçadeira 13 3 que se estende oposta à porção de fixação138 a partir do ponto médio. A parte de braçadeira 133inclui uma borda estendida no sentido para baixo 13 5 que seapóia sobre o alojamento 13 e provê alavancagem quando oeixo 13 2 é movido.

A outra extremidade do eixo 132 é montada de formapivotante em um excêntrico 134 o qual, por sua vez, éconectado operativãmente a uma extremidade de uma alavanca136. A alavanca 136 tem uma posição de fixação e umaposição de liberação. Na Figura 13, as ações da alavanca136, excêntrico 134, eixo 132 e braço de sujeição 130seguram o inserto de corte 16 firmemente na parte de sede18 para corte. Contudo, quando a alavanca 136 é levantadano sentido para cima, a rotação do excêntrico 134 levanta oeixo 132 e, portanto, o braço de sujeição 130 no sentidopara cima e para frente para a posição de liberação peloque o inserto de corte 16 pode ser girado ou substituídoconforme necessário.Variantes que utilizam um braço de sujeição similarao braço de sujeição 13 0 são mostradas nas Figuras 15 e 16.Na Figura 15, uma extremidade de um eixo 154 engata o pontomédio do braço de sujeição 13 0 como descrito anteriormenteem conexão com a discussão relacionada às Figuras 13 e 14.Uma vareta impulsora 150 tendo uma trava de cunha 152engata a outra extremidade do eixo 154. A outra extremidadedo eixo 154 inclui uma cunha de formato triangular 156 queengata a trava de cunha 152. A vareta impulsora 150 seestende a partir do alojamento 13, a parte da varetaimpulsora 15 0 se estendendo a partir do alojamento 13 dessemodo formando um botão 158. A Figura 15 ilustra a parte deliberação pelo que o inserto de corte 16 pode serfacilmente removido ou reposicionado. Para deslocar para aposição de fixação, um usuário empurra no sentido parabaixo o braço de sujeição 130. Por sua vez, o eixo 154 e acunha 156 se movem no sentido para baixo. A varetaimpulsora 150 é propendida de modo a se deslocar no sentidopara fora e, portanto, se desloca naquela direção até que acunha 156 encontre uma área plana 151 da vareta impulsora150 onde ela descansa na posição de fixação. Um usuárioempurra o botão 158 para retornar à posição de liberação.

Na Figura 16, uma extremidade de um eixo 160 engatao ponto médio do braço de sujeição 13 0 como descritopreviamente em conexão com a discussão relacionada àsFiguras 13 e 14. Uma vareta impulsora 162 engata a outraextremidade do eixo 160. Além disso, uma extremidade de umsegundo eixo 163 engata a outra extremidade do eixo 160onde ele engata a vareta impulsora 162. A outra extremidadedo segundo eixo 163 é montada giratoriamente no alojamento13 em um ângulo a partir do eixo 160. A vareta impulsora162 se estende a partir do alojamento 13, a porção davareta impulsora 162 se estendendo a partir do alojamento13 desse modo formando um botão 164. A Figura 15 ilustra aposição de liberação pelo que o inserto de corte 16 podeser facilmente removido ou reposicionado. Para se deslocarpara a posição de fixação, um usuário empurra no sentidopara baixo o braço de sujeição 130. Por sua vez, o eixo 160se desloca no sentido para baixo. Sob a ação do segundoeixo 163, a vareta impulsora 162 se desloca no sentido parafora e, portanto se desloca naquela direção até que eladescansa na posição de fixação. Um usuário empurra o botão164 para retornar à posição de liberação.

Como mostrado na Figura 17, um braço de sujeição 17 0é montado giratoriamente em um pivô 171 próximo ao seuponto médio. 0 braço pivotante 170 tem uma porção defixação 172 se estendendo a partir do ponto médio até umaposição sobre a porção de sede 18 e inserto de corte 16. Umelemento de pino 173 se estende a partir da porção defixação 172 em direção ao inserto de corte 16 e casa com umfuro correspondente 26 no inserto de corte 16. O uso doelemento de pino 173 também é preferido uma vez quefreqüentemente os insertos de corte 16 são montados em umaposição invertida e simplesmente caem para o chão quandoliberados. Utilizando a presente invenção, os insertos decorte invertidos 16 são seguros no lugar pelo elemento depino 173 para permitir que o operador facilmente os agarrepara remoção.

O braço de sujeição 170 inclui uma porção posterior174 que se estende oposta à porção de fixação 172 a partirdo pivô 171. A porção posterior 174 é montada em umaextremidade de um primeiro eixo 175 que se estende paradentro do alojamento 13. A outra extremidade do primeiroeixo 175 engata uma vareta impulsora 176. Além disso, umaextremidade de um segundo eixo 177 engata a outraextremidade do primeiro eixo 175 onde ele engata a varetaimpulsora 176. A outra extremidade do segundo eixo 177 émontada giratoriamente no alojamento 13 oposto ao braço desujeição 170. A vareta impulsora 170 se estende a partir doalojamento 13, a porção da vareta impulsora 176 seestendendo a partir do alojamento 13 desse modo formando umbotão 178. A Figura 17 ilustra a posição de liberação peloque o inserto de corte 16 pode ser facilmente removido oureposicionado. Para se deslocar para a posição de fixação,um usuário empurra no sentido para baixo a porção defixação 172 desse modo fazendo com que o braço de sujeição70 gire em torno do pivô 171. Por sua vez, o primeiro eixo175 se desloca para cima sob restrição pelo segundo eixo177. Sob a ação dos eixos 175 e 177, a vareta impulsora 176se desloca no sentido para fora até descansar na posição defixação. Um usuário empurra o botão 178 para retornar àposição de liberação.

A Figura 18 ilustra outra versão similar à Figura 17sem o segundo eixo 177.

Como mostrado nas Figuras 19 e 20, um braço desujeição no formato-L 190 é montado deslizantemente noalojamento 13. Nessa modalidade, o alojamento 13 inclui umacobertura de braço de sujeição 191 que se estende sobre obraço de sujeição 190. Uma perna do braço de sujeição noformato-L 190 é uma porção de fixação 192 estendendo umaposição sobre a porção de sede 18 e inserto de corte 16. Umelemento de pino 193 se estende a partir da porção defixação 192 em direção ao inserto de corte 16 e casa com umfuro correspondente 26 no inserto de corte 16. 0 uso doelemento de pino 193 também é preferido uma vez quefreqüentemente os insertos de corte 16 são montados em umaposição invertida e simplesmente caem para o chão quandoliberados. Utilizando a presente invenção, insertos decorte invertidos 16 são seguros no lugar por intermédio deelementos de pino 193 para permitir que o operadorfacilmente os agarre para remoção.

A outra perna do braço de sujeição no formato-L 190forma uma porção posterior 194 que se estende no sentidopara baixo oposta à porção de fixação 192. A porçãoposterior 194 engata uma vareta impulsora 196. A varetaimpulsora 196 se estende a partir do alojamento 13, aporção da vareta impulsora 196 se estendendo a partir doalojamento 13 desse modo formando um botão 198. A Figura 20ilustra a posição liberação pelo que o inserto de corte 16pode ser facilmente removido ou reposicionado. Paradeslocamento para a posição de fixação, um usuário empurraa porção de fixação 192 desse modo fazendo com que o braçode sujeição 190 e a vareta impulsora 196 deslizem para asposições ilustradas na Figura 19. Um usuário empurra obotão 198 para retornar à posição de liberação.

As modalidades acima se referem a uma iniciação emovimento manual, normalmente por intermédio do botão deapertar, para iniciar e então mover entre uma posição defixação e uma posição de liberação. Aqueles versados natécnica reconhecerão que esse processo está sujeito àautomação pelo que a iniciação da alteração pode ser feitaeletricamente, por intermédio de um regulador de tempo, porintermédio de um programa de computador gerado por máquinaassim como manualmente. Além disso, o movimento efetivoentre as duas posições pode ser feito por molas desolenóide, mecanicamente, eletricamente, hidraulicamente,pneumaticamente, magneticamente, por intermédio do uso deplástico flexível, eletromecanicamente,eletromagneticamente assim como manualmente. A presenteinvenção não pretende ser limitada às modalidadesilustradas.

Embora apenas certas modalidades sejam ilustradas edescritas, será evidente para aqueles versados na técnicaque diversas alterações e modificações podem ser feitas nasmesmas sem se afastar do espírito da invenção ou do escopodas reivindicações anexas.

Claims

1. Porta-ferramentas de troca rápida autônomo, dotipo "toolless" para insertos de corte em ferramentas demáquina, o porta-ferramentas de troca rápida caracterizadopor compreender:um alojamento tendo uma porção de sede que éadaptada para receber e se ajustar no formato de um insertode corte,um braço pivotante montado em uma fenda de braçopivotante no alojamento de inserto, o braço pivotantegirando em torno de um pivô no alojamento de inserto, obraço pivotante tendo uma porção de fixação que se estendea partir do pivô até uma posição sobre a porção de sede, aporção de fixação adaptada para engatar um inserto decorte, o braço pivotante tendo um braço que se estende apartir do pivô oposto à porção de fixação, eum came, o braço tendo uma extremidade distaiengatando o came, o came tendo uma posição de fixação queforça a porção de fixação do braço pivotante a engatar oinserto de corte, o came tendo uma posição de liberação queforça a porção de fixação a se desengatar de um inserto decorte para permitir remoção e substituição do mesmo, o camesendo manualmente móvel entre a posição de liberação e aposição de fixação sem o uso de ferramentas.

2. Porta-ferramentas de troca rápida, autônomo, dotipo "toolless", de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato do alojamento de inserto de corteser montado em uma extremidade de um braço de montagem.

3. Porta-ferramentas de troca rápida, autônomo, dotipo "toolless", de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato do pivô ser um furo alongadoatravés do qual se estende um eixo pivotante para permitira rotação do braço pivotante da posição de fixação para aposição de liberação, o furo alongado sendo inclinado em umângulo de modo que o braço pivotante é puxado ligeiramentepara assentar um inserto de corte quando em uma posiçãofixada.

4. Porta-ferramentas de troca rápida, autônomo, dotipo "toolless", de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato da porção de fixação incluir umelemento de pino se estendendo a partir do mesmo o qual éadaptado para casar com um furo correspondente em uminserto de corte.

5. Porta-ferramentas de troca rápida, autônomo, dotipo "toolless", de acordo com a reivindicação 4,caracterizado pelo fato do elemento de pino ter um perfilsemicircular.

6. Porta-ferramentas de troca rápida, autônomo, dotipo "toolless", de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato do braço pivotante ser propendidopara a posição de liberação mediante uma mola de compressãode braço pivotante que é montada em um canal formado noalojamento de inserto e alinhado com um canalcorrespondente no braço, o canal correspondente sendoposicionado entre o pivô e a extremidade distai do braço.

7. Porta-ferramentas, de troca rápida, autônomo, dotipo "toolless", para insertos de corte em ferramentas demáquina, o porta-ferramentas de troca rápida caracterizadopor compreender:um alojamento tendo uma porção de sede que éadaptada para receber e se ajustar ao formato de um insertode corte,um braço pivotante montado em uma fenda de braçopivotante no alojamento de inserto, o braço pivotantegirando em torno de um pivô no alojamento de inserto, obraço pivotante tendo uma porção de fixação se estendendo apartir do pivô até uma posição sobre a porção de sede, aporção de fixação adaptada para engatar um inserto decorte, o braço pivotante tendo um braço que se estende apartir do pivô oposto à porção de fixação, eum carne, o braço tendo uma extremidade distaiengatando o carne, o came tendo uma posição de fixação queforça a porção de fixação do braço pivotante a engatar uminserto de corte, o came tendo uma posição de liberação queforça a porção de fixação a se desengatar do inserto decorte para permitir a remoção e substituição do mesmo, ocame sendo móvel entre a posição de liberação e a posiçãode fixação, o came incluindo um botão em uma extremidade euma mola de came oposta ao botão, a mola de camepropendendo o came para a posição de fixação.

8. Porta-ferramentas, de troca rápida, autônomo, dotipo "toolless", de acordo com a reivindicação 7,caracterizado pelo fato do came incluir entre o botão e àmola de came, uma porção inclinada que se inclina nosentido para dentro a partir de um corte raso próximo àmola de came até um corte mais profundo em direção dobotão, o came incluindo ainda uma calha conectada à porçãoinclinada por intermédio de um declive acentuado tendo umângulo predeterminado, a calha se estendendo ainda maispara dentro do came a partir do corte mais profundo próximoao botão e em direção a ele, a mola de carne empurrando ocarne em direção ao botão pelo que a extremidade distaidescansa sobre a porção inclinada . que gira o braçopivotante para a posição de fixação, o ângulopredeterminado controlando a força necessária paradeslocamento a partir da posição de liberação para aposição de fixação.

9. Porta-ferramentas, de troca rápida, autônomo, dotipo "toolless", de acordo com a reivindicação 8,caracterizado por empurrar o botão em direção ao alojamentode inserto que empurra o came no sentido para dentro contraa mola de came pelo que a extremidade distai do braçopivotante se desloca a partir da posição inclinada para acalha o que permite que o braço pivotante gire para aposição de liberação e pelo que a ação de prensar nosentido para baixo a porção de fixação supera a tendênciado braço pivotante para a posição de liberação parapermitir que a extremidade distai outra vez engate a porçãoinclinada na posição de fixação.

10. Porta-ferramentas, de troca rápida, autônomo, dotipo "toolless", para insertos de corte em ferramentas demáquina, o porta-ferramentas de troca rápida caracterizadopor compreender:um alojamento tendo uma porção de sede que éadaptada para receber e se ajustar ao formato de um insertode corte, o alojamento sendo montado em uma extremidade deum braço de montagem,um braço pivotante montado em uma fenda de braçopivotante no alojamento de inserto, o braço pivotantegirando em torno de um pivô no alojamento de inserto, opivô sendo um furo alongado através do qual um eixopivotante se estende de modo a permitir a rotação do braçopivotante entre uma posição de fixação e uma posição deliberação, o furo alongado sendo inclinado em um ângulopelo que o braço pivotante é puxado ligeiramente paraassentar um inserto de corte quando na posição de fixação,o braço pivotante tendo uma porção de fixação se estendendoa partir do pivô até uma posição sobre a porção de sede, aporção de fixação incluindo um elemento de pino com umperfil semicircular se estendendo a partir do mesmo que éadaptado para casar com um furo correspondente em uminserto de corte, o braço pivotante tendo um braço seestendendo a partir do pivô oposto à porção de fixação, obraço pivotante sendo propendido para a posição deliberação por intermédio de uma mola de compressão de braçopivotante que é montada em um canal formado no alojamentode inserto e alinhado com um canal correspondente no braço,o canal correspondente sendo posicionado entre o pivô e aextremidade distai do braço, eum carne, o carne incluindo um botão em umaextremidade e uma mola de came oposta ao botão, o cametendo posicionado intermediário ao botão e à mola de cameuma porção inclinada que se inclina no sentido para dentroa partir de um corte raso próximo à mola de came até umcorte mais profundo na direção do botão, o came incluindoainda uma calha que se estende adicionalmente para o came apartir do corte mais profundo próximo ao botão e em direçãoa ele, a calha conectada ao corte, mais profundo porintermédio de um declive acentuado tendo um ângulopredeterminado, a mola de came empurrando o came em direçãoao botão pelo que a extremidade distai descansa sobre aporção inclinada que gira o braço pivotante para a posiçãode fixação, o braço tendo uma extremidade distai engatandoo carne, em que mover o botão em direção ao alojamento deinserto empurra o carne no sentido para dentro contra a molade carne pelo que a extremidade distai do braço pivotante sedesloca da porção inclinada para a calha que permite que obraço pivotante gire para a posição de liberação e pelo queprensar no sentido para baixo a porção de fixação supera atendência do braço pivotante para a posição de liberaçãopara permitir que a extremidade distai engate outra vez aporção inclinada na posição de fixação, o ângulopredeterminado controlando a força necessária paradeslocamento a partir da posição de liberação para aposição de fixação.

11. Porta-ferramentas, de troca rápida, autônomo, dotipo "toolless", para insertos de corte em ferramentas demáquina, o porta-ferramentas de troca rápida caracterizadopor compreender:um alojamento tendo pelo menos uma porção de sedeque é adaptada para receber e se ajustar ao formato de uminserto de corte,um braço de sujeição montado no alojamento deinserto, o braço de sujeição móvel no alojamento deinserto, o braço de sujeição tendo uma porção de fixação seestendendo sobre a porção de sede, a porção de fixaçãoadaptada para engatar um inserto de corte, eum mecanismo de travamento contido completamentedentro do alojamento, o mecanismo de travamento tendo umaposição de fixação que força a porção de fixação do braçode sujeição a engatar um inserto de corte, o mecanismo detravamento tendo uma posição de liberação que força aporção de fixação a se desengatar de um inserto de cortepara permitir a remoção e substituição do inserto de corte,o mecanismo de travamento sendo móvel entre a posição deliberação e a posição de fixação.

12. Porta-ferramentas, de troca rápida, autônomo, dotipo "toolless", de acordo com a reivindicação 11,caracterizado pelo fato do mecanismo de travamentocompreender um eixo, uma extremidade do eixo sendo montadagiratoriamente próxima a um ponto médio do braço desujeição, a outra extremidade do eixo sendo montada deforma pivotante a um excêntrico que é conectadooperativãmente a uma extremidade de uma alavanca, aalavanca, o excêntrico, o eixo e o braço de sujeição tendoa posição de fixação que segura o inserto de corte na sede,a alavanca levantando no sentido para cima para girar oexcêntrico o qual levanta o eixo e o braço de sujeição paraa posição de liberação pelo que o inserto de corte pode serseparado da sede.

13. Porta-ferramentas, de troca rápida, autônomo, dotipo "toolless", de acordo com a reivindicação 12,caracterizado pelo fato do braço de sujeição ter uma porçãode braçadeira que se estende oposta à porção de fixação apartir do ponto médio, a porção de braçadeira incluindo umaborda que engata o alojamento para prover alavancagem nomesmo.

14. Porta-ferramentas, de troca rápida, autônomo, dotipo "toolless", de acordo com a reivindicação 11,caracterizado pelo fato do mecanismo de travamentocompreender um eixo, uma extremidade do eixo sendo montadogiratoriamente próxima a um ponto médio do braço desujeição, a outra extremidade do eixo tendo uma cunha que éadaptada para engatar uma trava de cunha montada em umavareta impulsora, a vareta impulsora, a trava de cunha, acunha, o eixo e o braço de sujeição tendo a posição defixação que segura o inserto de corte na sede, a varetaimpulsora se deslocando lateralmente para operar a trava decunha e cunha para deslocar o eixo e o braço de sujeiçãopara a posição de liberação pelo que o inserto de cortepode ser separado da sede, o movimento lateral sendoreversível para deslocar o braço de sujeição para a posiçãode fixação.

15. Porta-ferramentas, de troca rápida, autônomo, dotipo "toolless", de acordo com a reivindicação 14,caracterizado pelo fato do braço de sujeição ter uma porçãode braçadeira que se estende oposta à porção de fixação apartir do ponto médio, a porção de braçadeira incluindo umaborda que engata o alojamento para prover alavancagem nomesmo.

16. Porta-ferramentas, de troca rápida, autônomo, dotipo "toolless", de acordo com a reivindicação 11,caracterizado pelo fato do mecanismo de travamentocompreender um eixo, uma extremidade do eixo sendo montadagiratoriamente próxima a um ponto médio do braço desujeição, a outra extremidade do eixo engatando uma varetaimpulsora, uma extremidade de um segundo eixo engatandotambém a outra extremidade do eixo, a outra extremidade dosegundo eixo sendo montada giratoriamente no alojamento emum ângulo agudo a partir do eixo, o braço de sujeição, oprimeiro eixo, o segundo e a vareta impulsora definindo aposição de fixação que segura o inserto de corte na sede, avareta impulsora se deslocando lateralmente para giraroperativamente o eixo e o segundo eixo para deslocamento doeixo e do braço de sujeição para a posição de liberaçãopelo que o inserto de corte pode ser separado da sede, omovimento lateral sendo reversível para deslocar o braço desujeição para a posição de fixação.

17. Porta-ferramentas, de troca rápida, autônomo, dotipo "toolless", de acordo com a reivindicação 11,caracterizado pelo fato do mecanismo de travamentocompreender montar giratoriamente o braço de sujeição em umpivô próximo ao ponto médio do braço de sujeição, omecanismo de travamento compreendendo ainda um primeiroeixo, uma extremidade do primeiro eixo sendo montadagiratoriamente a uma extremidade do braço de sujeição, aoutra extremidade do primeiro eixo engatando uma varetaimpulsora, uma extremidade de um segundo eixo engatandotambém a outra extremidade do primeiro eixo, a outraextremidade do segundo eixo sendo montada giratoriamente noalojamento em uma posição que se estende oposta ao primeiroeixo, o braço de sujeição, o primeiro eixo, o segundo eixoe a vareta impulsora definindo uma posição de fixação quesegura o inserto de corte na sede, a vareta impulsoradeslocando-se lateralmente para girar operativamente oprimeiro eixo e o segundo eixo para deslocar o eixo e obraço de sujeição para a posição de liberação pelo que oinserto de corte pode ser separado da sede, o movimentolateral sendo reversível para deslocar o braço de sujeiçãopara a posição de fixação.

18. Porta-ferramentas, de troca rápida, autônomo, dotipo "toolless", de acordo com a reivindicação 11,caracterizado pelo fato do mecanismo de travamentocompreender montar giratoriamente o braço de sujeição em umpivô próximo ao ponto médio do braço de sujeição, omecanismo de travamento compreendendo ainda um eixo, umaextremidade do primeiro eixo sendo montada giratoriamenteem uma extremidade do braço de sujeição, a outraextremidade do eixo engatando uma vareta impulsora, o braçode sujeição, o eixo, e a vareta impulsora definindo aposição de fixação que segura o inserto de corte na sede, avareta impulsora se deslocando lateralmente para giraroperativãmente e deslocar o eixo e o braço de sujeição paraa posição de liberação pelo que o inserto de corte pode serseparado da sede, o movimento lateral sendo reversível paradeslocar o braço de sujeição para a posição de fixação.

19. Porta-ferramentas, de troca rápida, autônomo, dotipo "toolless", de acordo com a reivindicação 11,caracterizado pelo fato do mecanismo de travamentocompreender montar de forma deslizante o braço de sujeiçãoao alojamento, o braço de sujeição tendo o formato de L comuma perna do formato de L formando a porção de fixação, aoutra perna do formato de L engatando uma vareta impulsora,o braço de sujeição e a vareta impulsora definindo aposição de fixação que segura o inserto de corte na sede, avareta impulsora se deslocando lateralmente para deslizar obraço de sujeição para a posição de liberação pelo que oinserto de corte pode ser separado da sede, o movimentolateral sendo reversível para mover o braço de sujeiçãopara a posição de fixação.